Rational Design of a Multifunctional Binder for High-Capacity Silicon-Based Anodes

稳健性(进化) 硅 阳极 聚合物 材料科学 合理设计 戊二醛 复合材料 粘附 电化学 纳米技术 化学工程 化学 电极 光电子学 有机化学 物理化学 工程类 基因 生物化学
作者
Pengfei Cao,Guang Hua Yang,Bingrui Li,Yiman Zhang,Sheng Zhao,Shuo Zhang,Andrew J. Erwin,Zhengcheng Zhang,Alexei P. Sokolov,Jagjit Nanda,Tomonori Saito
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:4 (5): 1171-1180 被引量:163
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.9b00815
摘要

Although several principles have been recognized to fabricate a nominal “better” binder, there continues to be a lack of a rational design and synthesis approach that would meet the robust criteria required for silicon (Si) anodes. Herein, we report a synthetic polymer binder, i.e., catechol-functionalized chitosan cross-linked by glutaraldehyde (CS-CG+GA), that serves dual functionalities: (a) wetness-resistant adhesion capability via catechol grafting and (b) mechanical robustness via in situ formation of a three-dimensional (3D) network. A SiNP-based anode with a designed functional polymer network (CS-CG10%+6%GA) exhibits a capacity retention of 91.5% after 100 cycles (2144 ± 14 mAh/g). Properties that are traditionally considered to be advantageous, including stronger adhesion strength and higher mechanical robustness, do not always improve the binder performance. A clear relationship between these properties and ultimate electrochemical performance is established by assessing the rheological behavior, mechanical property, adhesion force, peel stress, morphology evolution, and semiquantitative evaluation. This study provides a clear path for the rational design of high-performance functional polymer binders for not only Si-based electrodes but also other types of alloy and conversion-based electrodes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
猪猪侠完成签到 ,获得积分10
刚刚
荔枝花发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
小酷完成签到,获得积分10
刚刚
67完成签到,获得积分10
刚刚
沙琪玛玛发布了新的文献求助10
1秒前
所所的应助被学术顺利采纳,获得10
1秒前
abcc1234发布了新的文献求助10
1秒前
wuwu完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
减肥摸鱼发布了新的文献求助10
1秒前
nnnnnjk完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
小叶子发布了新的文献求助10
2秒前
king发布了新的文献求助10
2秒前
jiks完成签到,获得积分10
2秒前
叶落风行发布了新的文献求助20
3秒前
3秒前
4秒前
阿拉丁的应助被嗬娜采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
善逸发布了新的文献求助10
4秒前
搜集达人的应助被飞222采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
余香的应助被杨小杨采纳,获得10
5秒前
chishuiwen发布了新的文献求助10
6秒前
ili完成签到,获得积分10
6秒前
xjx完成签到,获得积分10
6秒前
我蛮夷也发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
猪猪侠关注了科研通微信公众号
6秒前
ytkwong发布了新的文献求助10
6秒前
pcg完成签到,获得积分10
6秒前
dun完成签到,获得积分10
7秒前
JamesPei的应助被HHH采纳,获得10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Transcriptional Profiling Shows that Gcn4p Is a Master Regulator of Gene Expression during Amino Acid Starvation in Yeast 750
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8126362
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9529486
关于积分的说明 21579050
捐赠科研通 7706359
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3416728
关于科研通互助平台的介绍 2542408
邀请新用户注册赠送积分活动 2457883